ESP32 ile Güneş Ağırlığına Dayalı Tesis Yönetimi: 7 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Bitki yetiştirmek eğlencelidir ve onları sulamak ve onlara bakmak gerçekten bir güçlük değildir. Sağlıklarını izlemek için mikrodenetleyici uygulamaları internetin her yerinde ve tasarımlarının ilhamı, bitkinin statik yapısından ve etrafta koşuşturmayan ve terlemeyen bir şeyi izleme kolaylığından geliyor. Bitki büyümesi konusunda nispeten yeniyim ve internetteki kılavuzlar, mühendis türleri tarafından değil, iyi niyetli olarak yazılmış gibi görünüyordu. “Ne kadar sularım…” diye sorduğum bir arkadaşım, tek yolun bitkiyi kaldırmak olduğunu, hafif geliyorsa sulayacağını söyledi. "Büyüme" konusunda çok iyidir. Parmağınızı toprağa yapıştırmak pek yardımcı olmuyor. Eğitilebilirlerin çoğu, çeşitli arızalara eğilimli olan ucuz bir toprak nem probu kullanır - bunların en barizi yanlışlık ve korozyondur.

Literatürün gözden geçirilmesi, kirin %40'a kadar su olabileceğini ve bunun ölçülmesinin oldukça pahalı enstrümanlar gerektirdiğini ortaya koymaktadır. Daha ucuz problar, çözünmüş tuzlara ve diğer faktörlere göre değişen su iletkenliğine dayanır. Yukarıda, bağlı olmayan tüm suyu çıkarmak için 2 hafta boyunca tartılan bir kir kabının ardından fırını 300'e ısıtmak için yaptığım bir grafik var. Toplam toprağın yüzde kırkı sudur ve on sıcak gün boyunca doğrudan güneş bu suyun %75'ini nispeten doğrusal bir oranda kaybetti. Peki doğru nem seviyesi nedir? Çeşitli faktörlere bağlıdır, ancak bu makineyi kurarken iyi bir ipucu, bitkinizi doğru olduğunu düşündüğünüz seviyeye kadar dikkatlice sulamak ve ağırlığını dikkatli bir şekilde ölçen makineye yerleştirmek ve daha sonra belirli bir limit dahilinde gerektiğinde su eklemektir. Tasarım, asılı bitki sepetleri ve basınçlı su sistemleri için değiştirilebilir.

Makinenin güneş enerjisiyle çalışması, kendi su kaynağıyla otonom olması, web'e bildirimler göndererek su beslemesini izlemesi, gücü en aza indirmek için kullanılmadığında uyuması ve uyku arasındaki temel ağırlığı ve kaç sulama ve diğer verileri hatırlaması gerekiyordu. döngüler. Yeni ESP32, beyin için iyi bir aday gibi görünüyordu.

Adım 1: Sarf Malzemelerinizi Toplayın

Makine, bir su deposunu sandviçleyen alüminyum kanal çerçevesindeki iki BigBox mağazası 12 inç seramik karodan yapılmıştır. Elektronikler, arkadaki plastik bir elektrik kutusuna sabitlenmiştir. Su deposu, kapalı bir pompadan çıkış hortumuna ve tesisi besleyen tankın dibine yapıştırılmış sensör ünitesine sahiptir. Ünitenin tepesindeki bir çapraz kirişten yük hücresi konsolları.

1. Arrow Home Ürünler 00743 Şeffaf 2 Galon Slimline İçecek Konteyneri

2. uxcell 5 Adet 5.5V 60mA Poli Mini Güneş Pili Panel Modülü DIY

3. Arduino için Gikfun Metal Top Tilt Sallayarak Konum Anahtarları

4. Uxcell a14071900ux0057 10Kg Alüminyum Alaşımlı Elektronik Tartı Yük Hücresi

5. Adafruit HUZZAH32 – ESP32 Tüy Panosu

6. HX711 Ağırlık Tartı Yük Hücresi Dönüşüm Modülü Sensörler Arduino için Reklam Modülü

7. Adafruit Mandallı Mini Röle FeatherWing

8. Pil Korumalı TP4056 Lityum Hücre Şarj Modülü

9. ECEEN USB Pompa Mini Dalgıç Su Pompası Akvaryum Hidrofonik için USB DC 3.5-9V ile Güçlendirildi

10. Pil tutuculu 18650 Lipo pil

2. Adım: Kutuyu Oluşturun

Kutu çerçevesi BigBox 1 inç alüminyum köşebentten yapılmıştır. Genel fikri resimlerden anlıyorsunuz ve montajı çok zor değil. Çerçeveler, ünitenin ön ve arka taraflarını oluşturan kare ayak karolara dayanmaktadır. Fayanslar, silikon yapıştırıcı ile alüminyum çerçevenin yüzlerine tutulur. Orta bölümün boyutu, su tankınızın boyutuna bağlıdır. Tank açıklığı, kolayca üniteden dışarı çekebileceğiniz ve üstten doldurabileceğiniz şekilde tasarlanmıştır. Tankı bağlayan teller ve borular yeterince uzun olmalı ve arkadan kıvrılmalıdır.

Güneş paneli yerleşimi tasarıma bağlıdır. Bir 'zar' görünümü vermek için birden fazla yuvarlak panel kullanacaktım ama en iyi voltaj ve akım kombinasyonunu verdikleri için karelere yerleştim. Birden fazla güneş paneli bağlamanın ayrıntılarına girmeyeceğim, ancak şarj devresinin çalışması için en az 5.5v'ye ihtiyacınız var. Bu panellerin tümü, amperi artırmak için paralel olarak bağlandı. Seramik karodaki delikler elmas bir uçla dikkatlice delinmiştir - bunu yapmak için soğutucu olarak su kullandığınızdan emin olun, aksi takdirde ucu bozarsınız. Bu deliklerin her biri yalnızca birkaç dakika sürmelidir. Fayansların içindeki panelleri ve telleri yerinde tutmak için bol miktarda silikon yapıştırıcı kullanın.

Yük hücresi çok makul ve çeşitli ağırlıklarda derecelendirilmiştir. Ben 10 kg olan çeşidini kullandım ama ağır ekecekseniz ona göre plan yapın. Diğer Eğitilebilir Dosyalarım gibi: https://www.instructables.com/id/Bike-Power-Pedal-IoT/ bu yük hücreleri, 4 mm ve 5 mm bantlanmış vida delikleriyle destek tarafından desteklenmelidir. Bu durumda, iki seramik karo desteği arasındaki bir alüminyum çapraz parça, yük hücresinin bir ucunu tutar. Diğeri, bitki drenaj kabına yapıştırılmış yassı alüminyum çubuk silikondan bir platformu destekler. Bu adamların kablolarına çok dikkat edin - çok kırılgandırlar ve kökenlerine yakın bir yerde koparlarsa tamir edilmeleri neredeyse imkansızdır. Bütünlüklerini korumak için çok sayıda sıcak tutkal veya silikon ile yapıştırın.

Adım 3: Pompayı/boş Anahtar Tutucuyu oluşturun

Pompa, Lipo pilden gelen bir röle ile çalışır ve sınırlı voltajla uyumludur, ancak voltajı yükseltmek için bir güç yükseltici kullanmadığınız sürece yaklaşık 2 fit yüksekliği geçemezsiniz. Pompa aslında bir şampiyondur, astar gerektirmez, su geçirmezdir ve bir ucunda USB fişi vardır. Ancak kuruma konusunda pek iyi değil. Rezervuar dolu/boş anahtarı, su geçirmez hale getirmek için silikonla sürdüğüm ve ardından pompa için bir alüminyum çubuk desteğine ve yüzen bir lastik ördeğe bağladığım bir eğme anahtarıdır. Lastik ördek, eğim anahtarı kablolarından çekişi almak için doğrudan alüminyum çubuğa bağlanmalıdır. Rezervuarda su olduğunda, ördek yüzer ve anahtarı yatırır - toprağa kısa devre yapar ve komutların röleye ve pompaya güç vermesine izin verir. Ayrıca bu verileri web'e gönderir ve suya ihtiyacınız olursa size bir tweet gönderir. Pompa, bu destek yapısına silikon yapıştırılmış ve daha sonra su deposunun dibine yapıştırılmıştır.

Adım 4: Elektroniği İnşa Etme

Adafruit HUZZAH32 – ESP32 Feather Board nispeten yeni bir mikrodenetleyicidir ve bu zeki bitki yardımcısında çok iyi çalışır. Bu anakartın eski 8266'ya göre avantajı, daha iyi uyku kabiliyetinde (bir saat kadar yerine yıllarca…), uykular arasında öğrendiklerini hatırlama kabiliyetinde (eski 8266 sıfırdan sıfırlandı…) ve daha düşük güç tüketiminde yatmaktadır. uyuklarken ve daha fazla iğne. Harika Youtuber Andreas Spiess, ESP32'nin doğru bir tartım işi yapması için koddaki değişiklikleri detaylandırıyor ve detayların nasıl çalıştığı hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyorsanız videosunu izlemelisiniz. Arduino IDE'den gelen uyku örneği de bu yazılım için kullanılmış ve değiştirilmiştir.

Fritzing şeması size tüm kablo bağlantılarını dikkatlice gösterir. Bileşenler mükemmel panolarla birleştirildi ve ardından birbirine bağlandı. Lipo pil, kendi kızağı üzerindeki standart ucuz 18650'nizdir. Şarj panosu, Andreas'ın bu solar şarj rolünde çok verimli olduğunu söylediği bir TP4056'dır. Dahili LED'li Açma/Kapama düğmesi, tüm sisteme ve pompaya güç sağlayan ortak röle bağlantısına güç gönderir. Röle kartı, 3 V ile çalışan güzel bir Adafruit mandallı röle geçiş kartıdır. HX711 amp, Adafruit'ten güç alır ve kartına iki pime kadar bağlanır.

Tüm bileşenler, hava akışına izin vermek, ancak yağmuru engellemek için alt kısımda açık olan plastik bir dış mekan elektrik kutusunda istiflenmiştir. Kapak kapalıyken programlama ve seri izlemeye izin vermek için ESP32'yi üstüne yerleştirin.

Adım 5: Yazılım

"yükleniyor="tembel"

Cihazın kullanımı basittir. Güç verildiğinde, güç anahtarındaki LED, bakımını yapmak istediğiniz seviyeye kadar sulanmış bir saksı bitkisi platforma yerleştirilene kadar yanıp söner. Ağırlık stabilizasyonundan sonra bilgisayar bu ilk ağırlığı hatırlar ve her saat veya ayarlanan aralıkta bitkilerin yeni ağırlığını karşılaştırır ve ya ek pompalanan su ile düzeltir ya da yeni ağırlığı ve diğer tüm bilgileri Thingspeak'e bildirir ve sonra uyku moduna geçer. Yukarıdaki grafikler, tam güneşte büyüyen yaklaşık 2 fit boyunda bir domates bitkisinin üç günlük bir süre boyunca çıktısını yansıtmaktadır. Bitkinin zamanla büyümesi, saksının ağırlığını açıkça etkileyecektir ve bitki büyümesinin kabarmasıyla belirlenen bir süre sonra başlatma işleminin yeniden yapılmasıyla telafi edilmelidir. Ek yazılım uyarlamaları, ağırlık artık değişmeyene kadar tencereye su doldurarak ve daha sonra zaman içinde su ağırlık kaybının eğimini ölçerek, bitkilerin maksimum ve minimum su toleransı ve gereksinimlerinin otomatik analizine olanak tanır. Bu, toprak tipine, hava durumuna ve bitki ve kök yapısına bağlı olacaktır. Thingspeak veri değerlendirmelerine dayalı ek sulama algoritmaları daha sonra uyarlanabilir. İletken sensörlü bitki bakımı yerine ağırlığın dezavantajları, tartmak için kapalı bir sulanan alana ihtiyaç duyulmasıdır, ancak bunun gibi akıllı ekiciler ucuzdur, kolayca ağa bağlanır ve kontrol edilir ve internette takip edilmesi tuhaf bir OKB tarzında eğlencelidir.

7. Adım: Yeniden Yap

Evet, tasarlandığı gibi, makine bir hafta kadar iyi çalıştı ve daha sonra ESP32'nin garip bir döngüye girme ve doğru şekilde açılmama ve bir gecede pilini boşaltma eğiliminde olacaktı. Hiçbir yazılım değişikliği bunu etkileyemezdi, bu yüzden vazgeçtim ve ESP'nin enerji döngüsünü kontrol etmek için bir Adafruit TPL5111 ekledim, ancak EEPROM'u kullanmak için yazdığım belleği artık kullanamadığımdan ve Thingspeak'ten Blynk'e geçtim. telefonunuzda daha fazla eğlence ve gerçekten iyi bir sistem bulun. Donanım değişikliği, TPL 5111'i güç ve toprağa, bitmiş bir pini ESP'ye ve Enable çıkışını EN pinine bağlamaktan ibarettir. Programları değiştirebilmeniz ve karşıya yükleyebilmeniz için panodaki EN-çıkışı ile EN arasına bir geçiş anahtarı koyduğunuzdan emin olun. Uyku döngüsünü iki saatte bir ayarladım. EEPROM'u temizlemek ve üniteyi yeni bir tesis veya ek ağırlık için sıfırlamak için Blynk'te belleği temizlemek ve ağırlık işlemini yeniden başlatmak için bir anahtar kurdum. Yeni yazılımın programı yukarıda yer almaktadır ve Blynk'teki programın kurulumu açıktır. Bu makine gerçekten harika çalışıyor ve bazı züppe ürünler üretiyor. Aslında bu şeyin ne kadar eğlenceli olduğu konusunda çok etkilendim --- güneş pilleri kolayca çalışır ve asla gücü tükenmez.